倾斜脉动气流分选床分离机理与数值模拟

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1、江苏省高校优势学科资助硕士学位论文倾斜脉动气流分选床分离机理与数值模拟SeparationMechanismandNumericalSimulationofInclinedPulsedAirSeparatorBed作者：冯萍导师：段晨龙副教授中国矿业大学二〇一五年五月中图分类号TD94学校代码10290UDC密级公开中国矿业大学硕士学位论文倾斜脉动气流分选床分离机理与数值模拟SeparationMechanismandNumericalSimulationofInclinedPulsedAirSeparatorBed作者冯萍导师段晨龙副教授申请学位工学硕士培养单位化工学院学科专业

2、矿物加工工程研究方向矿物加工理论、工艺与设备答辩委员会主席李延锋评阅人二○一五年五月论文审阅认定书研究生在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文,经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢非常感谢导师段晨龙副教授对我毕业论文的悉心指导和帮助！从论文的选题及撰写直至最终的完成，段老师始终给予细心的指导和耐心的讲解。三年来，段老师严谨的治学态度、孜孜不倦的科研精神、宽厚随和的心态以及严于律己的工作态度无不深刻地感染和激励

3、我，这必将会影响我的一生。在此，谨向我的导师段晨龙副教授致以崇高的敬意和深深的感谢！感谢赵跃民老师、骆振福老师、宋树磊老师、邢洪波老师对我试验学习的支持和帮助。感谢课题组张博博士师兄、董良博士师兄、彭利平博士师兄、江海深博士、周恩会博士、赵杰硕士、吕科技硕士、武继达硕士、黄伟硕士、庄宏乾硕士、王建庆硕士、盛成硕士在我实验系统建立和仿真学习过程中提供的珍贵意见和帮助。感谢课题组吴雪林师妹、邵换男师弟、刁海瑞师弟在我试验过程中给予的帮助和建议，因为有他们的帮助，试验才得以顺利完成。感谢舍友钟莉平、马惠荣陪伴我度过三年充实又快乐的研究生生活。感谢我的家人对我生活和精神上始终如一的支持与

4、关怀，你们的殷切期盼与无私付出是我奋斗前进的动力。谨向所有支持过我、帮助过我、批评过我、鼓励过我和理解过我的老师、同学、朋友和亲人致以最真挚的谢意！最后，衷心感谢在百忙之中评阅本论文和参加答辩的各位专家、学者，由于作者水平有限，文中难免出现错误和不当之处，敬请指正。摘要废弃催化剂中含有大量贵金属组分，所以回收废弃催化剂，意义深远。采用倾斜脉动气流分选床来分选废弃催化剂，可以得到较好的分选效果。研究了倾斜脉动气流分选床的分离机理，推导了颗粒在主动脉动气流中运动的动力学方程。利用Fluent和EDEM软件进行数值模拟研究，得到了倾斜脉动气流分选床内部流体的压强、速度分布情况以及两种不

5、同性质的颗粒群在流场中的运动与分离情况，并分析了两种颗粒速度、位移以及受力随时间的变化情况；利用高速动态分析测试系统记录了两种颗粒的运动轨迹和分选过程，得到了实际试验中颗粒运动的位移和速度随时间变化的曲线。利用倾斜脉动气流分选床分选废弃催化剂，分别研究脉动频率、气流速度和倾斜角度对分选效率的影响，试验结果表明：在固定气流速度和倾斜角度的情况下，分选效率随脉动频率的增加先增大后减小，在脉动频率为4.5Hz时，可以获得最高的分选效率99.55%；在固定脉动频率和倾斜角度的情况下，分选效率随气流速度的增加先增大后减小，在气流速度为7.94m/s时，可以获得最高的分选效率99.84%；在

6、固定脉动频率和气流速度的情况下，分选效率随倾斜角度的增加先增大后减小，在倾斜角度为40°时，可以获得最高的分选效率99.51%；利用Design－Expert正交设计软件设计三因素三水平的正交试验，结果表明：在脉动频率为4.5Hz、气流速度为7.94m/s、倾斜角度为40°的因素组合下的最高分选效率99.51%，得到了单因素对分选效率的影响显著性依次为：气流速度、倾斜角度、脉动频率，还得到了用实际因素值表示分选效率的表达式。该论文有图56幅，表27个，参考文献95篇。关键词：废弃催化剂；倾斜脉动气流分选床；分离机理；数值模拟IAbstractWastecatalystsconta

7、inalargequantityofnoblemetals.Soitissignificanttorecyclethem.Wecangetbestseparationefficiencyinwastecatalystsseparatingbytheinclinedpulsedairseparatingbed.Separationmechanismoftheinclinedpulsedairseparatingbedwasresearched.Andkineticequationo